Akustische Nahfeldholographie in Brennkammern, Methodenentwicklung und experimentelle Umsetzung
Final Report Abstract
Für eine präzise Lokalisierung von Schallquellen mit der NAH sind vor allem akustische Moden höherer Ordnung notwendig, welche in der Brennkammer nicht ausbreitungsfähig sind. Durch Reflexionen und Resonanz in der Brennkammer werden jedoch gerade die Moden verstärkt, welche für die Schallquellenlokalisierung nur wenig Information bringen. Höhere Moden werden im Vergleich zur ebenen Welle eher schwach vermutet. Um die höheren Moden trotzdem ausreichend zu berücksichtigen, wurden Regularisierungsverfahren verwendet. Wie gut die Regularisierungsverfahren funktionieren hängt zum einen an der Systemmatrix und den zugehörigen physikalischen Annahmen und zum anderen an den Messwerten und den zugehörigen Messunsicherheiten. Bei den rekonstruierten Quellverteilungen konnten keine konsistenten Zusammenhänge zwischen der Wärmefreisetzung und der Schallerzeugung beobachtet werden. Die Störeinflüsse auf die verwendete Methode waren zu groß. Daher sind mehr Messtechniken und Methoden notwendig, um die Unsicherheiten zu verkleinern. Mit der Multimikrofonmethode vor und hinter der Flamme wäre die ebene Welle identifizierbar und könnte gegebenenfalls vor der Nahfeldholografie subtrahiert werden. Eine Analyse des Strömungs- und Temperaturfeldes kann die Systemmatrix der Nahfeldholografie verbessern. Eine höhere Auflösung der Mikrofone ist nötig, um eine höhere Auflösung der Schallquellen zu erreichen. Ob mehr Mikrofone auch die Genauigkeit der Schallquellenrekonstruktion erhöhen, muss vorher durch Simulationen gezeigt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Nahfeldholografie wäre die Verwendung eines anderen Brenners, welcher eine Flamme mit helikaler Instabilität erzeugt, so wie sie in Gasturbinenbrennkammern auftritt. Dadurch wären stärkere Moden höherer Ordnung vorhanden, welche für die Nahfeldholografie notwendig sind.
